Hay mucho espacio en el fondo - Richard Feynman

Esta lectura dictada por Richard Feynman en Caltech (Instituto Tecnológico de California) fue de las pioneras que dio inicio a esta nueva área científica la nanotecnología. Es una de las conferencias clásicas de Feynman dada el 29 de diciembre de 1969 en la Runión anual de la   American Physical Society y el California Institute of Technology (Caltech) fue el primero en publicarlo en Caltech Engineering and Science, Volume 23:5, February 1960.

Para quién no sepa quien es Richard Feynman, les dejo un pequeño fragmento extraído de Wikipedia de su formación académica y profesional (Lo que mas me intereso a mi). 

• Se graduó del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) 

• A el Sr. Albert Einstein no le impresionó mucho la tesis de R. Feynman sobre Mecánica Cuántica.

• Feynman fue parte del proyecto Manhattan (Cuyo objetivo era construir la Bomba Atómica antes que los alemanes). 

• En Caltech (Instituto Tecnológico de California) desarrollo su teoría sobre Electrodinámica Cuántica, por la cual le otorgaron el Premio Nobel de Física. Y es denominado del Padre de la Nanotecnología

Si quieren leer este discurso, se los dejo aquí para que la descarguen es un PDF de apenas 13 hojas, la lectura esta en ingles:

>>>> There's a plenty room at the bottom<<<<

El LHC se apagará por 2 años

¿QUÉ ES EL LHC?

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es un gigantesco instrumento científico cerca de Ginebra, en el que se extiende por la frontera entre Suiza y Francia a 100 m. bajo tierra. Se trata de un acelerador de partículas utilizado por los físicos para estudiar las partículas más pequeñas conocidas - los bloques de construcción fundamentales de todas las cosas. Esto revolucionará nuestra comprensión, desde el minúsculo mundo en lo profundo de los átomos hasta la inmensidad del Universo. 

Dos haces de partículas subatómicas llamadas “hadrones '' - ya sea protones o iones portadores - viajan en direcciones opuestas dentro del acelerador circular, ganando energía en cada vuelta. Los físicos utilizan el LHC para recrear las condiciones justo después del Big Bang, al colisionar los dos haces de frente a muy alta energía. Los equipos de físicos de todo el mundo luego analizan las partículas creadas en las colisiones utilizando detectores especiales en una serie de experimentos dedicados al LHC. 

Hay muchas teorías en cuanto a lo que será el resultado de estas colisiones. Durante décadas, el Modelo Estándar de la física de partículas ha servido físicos así como un medio de comprender las leyes fundamentales de la naturaleza, pero no cuenta la historia completa. Sólo los datos experimentales con las altas energías alcanzadas por el LHC puede empujar hacia adelante el conocimiento, desafiando a aquellos que buscan la confirmación del conocimiento establecido, y aquellos que se atreven a soñar más allá del paradigma. 

¿POR QUÉ SE APAGARÁ POR DOS AÑOS ESTE MARZO 2013? 

El Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider – LHC) del CERN, el acelerador de partículas más grande del mundo tendrá un período de hibernación de dos años en marzo próximo, se volvería a encender el 2015. 

El propósito de esta hibernación es para darle mantenimiento y prepararlo para alcanzar sus niveles máximos de energía. 

La reapertura de este LHC, de 10 billones de dólares, a principios del 2015 preparará el terreno para la observación de más asombrosos eventos y revelar más misterios de la ciencia. 

EL LHC que se encuentra bajo la frontera Franco-Suiza operará un par de meses más y luego será apagado hasta todo el 2014, esto permitirá a los ingenieros cubrirlo con miles de cables superconductores que ayudarán a la máquina a alcanzar su “energía total de diseño”. 

Los físicos del CERN, por las siglas en francés de Organización Europea para la Investigación Nuclear, no estarán precisamente inactivos mientras el colisionador se toma un descanso. Todavía hay muchos más datos por depurar desde el descubrimiento en julio de una nueva partícula subatómica llamada bosón de Higgs, apodada "partícula de Dios", que promete nuevas claves para comprender el universo. 

Durante los próximos dos meses, el Gran Colisionador de Hadrones estará colisionando protones con iones de plomo, y luego los someterá a varias semanas de pruebas antes de que lo apaguen. 

El colisionador se puso en marcha en septiembre de 2008, pero lo tuvieron que apagar sólo nueve días después, cuando un empalme eléctrico mal soldado se sobrecalentó, lo que causó grandes daños a los enormes imanes y otras partes del colisionador ubicado unos 100 metros bajo tierra. 

Costó 40 millones de dólares reparar y mejorar la máquina. Desde su reinicio en noviembre de 2009, el colisionador se ha desempeñado casi a la perfección y la energía producida se ha incrementado a niveles sin precedentes, creando un tesoro de nuevos datos por examinar. 

Pero a causa del accidente de 2008, el colisionador sólo podía funcionar a un nivel de energía muy por debajo del que se diseñó para alcanzar. Para solucionar esto, dijo Gillies, en los próximos dos años los ingenieros instalarán 10 mil cables superconductores rediseñados que se conectan entre los imanes. 

Esto mejorará en gran medida su capacidad para simular los momentos después de la Explosión Primordial (Big Bang) hace 14 mil millones de años. 

"Producirá más colisiones. Lo que significa que entre más colisiones haya, más probabilidades hay de ver eventos inusuales", dijo. "La partícula de Higgs fue sólo una de muchas en la lista de deseos de lo que nos gustaría encontrar, así que una energía más alta aumenta el potencial de descubrimientos". 

Fuentes: 

Website del CERN  

Newsday  

¿Por qué Einstein recibió el Nobel por sus investigaciones sobre el Efecto Fotoeléctrico y no por su Teoría de la Relatividad?

LOS HECHOS 

En 1905, cuando aún era un trabajador de la Oficina de Patentes de Berna, publicó los siguientes importantes artículos: 

•  “Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz”, que trata sobre el Efecto fotoeléctrico. En este artículo Einstein propone la idea del cuanto de luz, que ahora llamamos fotón, y mostraba como se puede usar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico. Esta teoría de la luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los sistemas físicos pueden mostrar tanto propiedades ondulatorias como corpusculares, constituyéndose de este modo en uno de los pilares básicos de la mecánica cuántica. Fue Max Planck quien enunció la hipótesis de que la radiación electromagnética es absorbida y emitida por la materia en forma de «cuantos» de luz o fotones de energía mediante una constante estadística, que se denominó constante de Planck. La idea de Planck habría quedado muchos años sólo como hipótesis si Albert Einstein no la hubiera retomado, proponiendo que la luz, en ciertas circunstancias, se comporta como partículas de energía independientes (los cuantos de luz o fotones). Fue Albert Einstein quien demostró que el electromagnetismo era una teoría esencialmente no mecánica.

•  “Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario”, que trata sobre el Movimiento Browniano. Se trata de una pieza de mecánica estadística muy elaborada que explica el fenómeno del movimiento browniano haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido. La explicación de Einstein proporcionaba una evidencia experimental incontestable sobre la existencia real de los átomos. 

•  “Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento”, que trata sobre la Teoría de la Relatividad Especial. En este artículo Einstein introducía la teoría de la relatividad especial estudiando el movimiento de los cuerpos y el electromagnetismo en ausencia de la fuerza de interacción gravitatoria. La relatividad especial resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson y Morley en el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz es, por lo tanto, constante y no relativa al movimiento. Su razonamiento se basó en dos axiomas simples: En el primero reformuló el principio de simultaneidad, introducido por Galileo siglos antes, por el que las leyes de la física deben ser invariantes para todos los observadores que se mueven a velocidades constantes entre ellos; y el segundo, que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador. 

•  “¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?”, que trata sobre la Equivalencia Masa-Energía, aquí se muestra una deducción de la fórmula de la relatividad que relaciona masa y energía. En este artículo se exponía que "la variación de masa de un objeto que emite una energía L, es: L/V^2 donde V era la notación de la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905. Esta fórmula implica que la energía E de un cuerpo en reposo es igual a su masa m multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado: E=mc^2 , esto muestra cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energía potencial. 

Estos artículos fueron enviados a la revista “Annalen der Physik”.

En 1915 presentó una serie de conferencias en la Academia de Ciencias de Prusia en las que describió la Teoría de la Relatividad General. La última de las Charlas concluyó con la presentación de la ecuación que reemplaza a la Ley de la Gravedad de Newton. Aquí la gravedad no es ya una fuerza o acción a distancia, como era la gravedad newtoniana, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. 

La Relatividad General fue obtenida por Einstein a partir de razonamientos matemáticos, experimentos hipotéticos (Gedanken expriment) y rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base experimental. La teoría proporciona las bases para el estudio de la cosmología y permitía comprender las características esenciales del Universo, muchas de las cuales no serían descubiertas sino con posterioridad a la muerte de Einstein. 

En 1915 y después de 10 años de experimentación, Robert Andrews Millikan, un físico estadounidense, obtiene la primera determinación fotoeléctrica del cuanto de luz, verificando la ecuación fotoeléctrica de Albert Einstein. Las predicciones del trabajo sobre el efecto fotoeléctrico fueron probadas en el transcurso de los años siguientes. De este modo en 1921 le fue otorgado a Albert Einstein el Premio Nobel de Física “por sus aportaciones a la física teórica y, especialmente, por el descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico”. 

 CONCLUSIONES

 La física es una ciencia experimental, y aún cuando la elaboración teórica es fundamental, son las pruebas experimentales las que determinan la validez de una teoría física (científica en general). 

Muchas de las predicciones de la Teoría de la Relatividad de Einstein fueron probadas mientras él estaba vivo, pero varias de las más importantes se demostraron después de su muerte. El Nobel no se entrega póstumamente, así que este trabajo no pudo recibir, aún con las grandes implicancias que este ha supuesto para la ciencia. Hay que tener en cuenta que aún varias de sus predicciones no se han demostrado, pero se cree firmemente en que ello ocurrirá.

"Entendiendo a Einstein: La Teoría Especial de la Relatividad" - curso gratuito de Stanford (MOOC)

COURSE: Understanding Einstein: The Special Theory of Relativity 

by Larry Randles Lagerstrom

Larry Lagerstrom es un Director Académico e historiador de la ciencia de la Universidad de Stanford. Tiene un Ph.D. en historia y un M.A en Física de la Universidad de California de Berkeley. Antes de llegar a Stanford el enseñó por 16 años en la U.C Berkeley y U.C Davis, cubriendo materias que van desde la historia de la ciencia y la tecnología hasta ciencias de la computación e ingeniería. Él ha recibido tres premios por su excelencia en enseñanza..

De Newton a Einstein